(57)【要約】【課題】１つの対物レンズで複数種類いずれの光記録媒体においても良好なスポット形成し、よりコンパクトな素子配置とする。【解決手段】青色／ＣＤ互換の光ピックアップにて、光記録媒体（ＣＤ系）１０７ａまたは光記録媒体（青色系）１０７ｂがセットされる。ＣＤ系光記録媒体の記録，再生時、対物レンズ１０５とダイクロイックプリズム１０３を介し対向するＣＤ用半導体レーザ１０１ａの出射光は、ＣＤ用ホログラム素子１０２を不感帯透過し、赤外波長光は透過、青色波長光は反射するダイクロイックプリズム１０３、開口制限付１／４波長板１０４を経て対物レンズ１０５に入射し、光記録媒体１０７ａに集光される。光記録媒体１０７ａの反射光は、ＣＤ用ホログラム素子１０２のホログラム形成面で往路とは直交方向に回転した復路の光ビームのみ回折してＣＤ用受光素子１０１ｃに受光される。ホログラム形成面により往路復路ともに高光利用効率を確保できる。【選択図】図１
2006244580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λ１，λ２（λ１＜λ２）の２つの光源と、前記波長λ１の光に対しては無限系、前記波長λ２の光に対しては有限系の入射で使用する対物レンズと、前記波長λ１の光は反射、前記波長λ２の光は透過させるダイクロイックプリズムとを備えた光ピックアップにおいて、
前記ダイクロイックプリズムを介して、前記対物レンズと前記波長λ２の光源を対向配置したことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記波長λ２の光源及び前記波長λ２の光記録媒体からの反射光を検知する受光素子を同一容器内に収めた受発光ユニットと、前記ダイクロイックプリズムと前記受発光ユニットの間に前記受光素子へ光路を偏向するホログラム素子とを備えたことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記ダイクロイックプリズムと波長λ２の光源の間に、前記波長λ２の光源からの出射光の放射角を変化させるホログラム素子を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記ダイクロイックプリズムと波長λ２の光源の間に、前記波長λ２の光源からの出射光に非点収差を付加するホログラム素子を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記ダイクロイックプリズムは、波長λ１の光源からの出射光を裏面反射するくさび状ビーム整形プリズムであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
波長λ１，λ２，λ３（λ１＜λ２＜λ３）の３つの光源と、前記波長λ１の光に対しては無限系、前記波長λ２，λ３の光に対しては有限系の入射で使用する対物レンズと、前記波長λ１，λ２の光は反射、前記波長λ３の光は透過させるトリクロイックプリズムを備えた光ピックアップにおいて、
前記トリクロイックプリズムを介して、前記対物レンズと前記波長λ３の光源を対向配置したことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項７】
前記波長λ３の光源及び前記波長λ３の光記録媒体からの反射光を検知する受光素子を同一容器内に収めた受発光ユニットと、前記トリクロイックプリズムと前記受発光ユニットの間に前記受光素子へ光路を偏向するホログラム素子とを備えたことを特徴とする請求項６記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記トリクロイックプリズムと波長λ３の光源の間に、前記波長λ３の光源からの出射光の放射角を変化させるホログラム素子を備えたことを特徴とする請求項６または７記載の光ピックアップ。
【請求項９】
前記トリクロイックプリズムと波長λ３の光源の間に、前記波長λ３の光源からの出射光に非点収差を付加するホログラム素子を備えたことを特徴とする請求項６または７記載の光ピックアップ。
【請求項１０】
前記トリクロイックプリズムは、波長λ１，λ２の光源からの出射光を裏面反射するくさび状ビーム整形プリズムであることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項１１】
対物レンズを搭載して光記録媒体の半径方向に傾動するアクチュエータを備え、前記対物レンズと前記波長λ２の光源間の光軸ずれ量に応じて前記アクチュエータの傾動量を調整することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項１２】
対物レンズの入射光束にコマ収差を付加する液晶素子を備え、前記対物レンズと前記波長λ２の光源間の光軸ずれ量に応じて前記液晶素子のコマ収差量を調整することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項１３】
対物レンズを搭載して光記録媒体の半径方向に傾動するアクチュエータを備え、前記対物レンズと前記波長λ３の光源間の光軸ずれ量に応じて前記アクチュエータの傾動量を調整することを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項１４】
対物レンズの入射光束にコマ収差を付加する液晶素子を備え、前記対物レンズと前記波長λ３の光源間の光軸ずれ量に応じて前記液晶素子のコマ収差量を調整することを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項１５】
前記ホログラム素子を受発光ユニットと一体に形成したことを特徴とする請求項２〜４，７〜９のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項１６】
波長λ１，λ２，λ３（λ１＜λ２＜λ３）の少なくとも１つの光源を用いて、光記録媒体に情報の記録，再生，消去のいずれか１以上を行う光情報処理装置であって、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光ピックアップを用いることを特徴とする光情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、青色，ＤＶＤ，ＣＤといった３世代の光記録媒体において互換性を有する光ピックアップとこれを用いた光情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、映像情報、音声情報、またはコンピュータ上のデータを保存する手段として、記録容量０．６５ＧＢのＣＤ，記録容量４．７ＧＢのＤＶＤなどの光記録媒体が普及しつつある。そして、さらなる記録密度の向上及び大容量化の要求が強くなっている。
【０００３】
このような光記録媒体の記録密度を上げる手段としては、光記録媒体に情報の書き込みまたは呼び出しを行う光ピックアップにおいて、対物レンズの開口数（以下、ＮＡという）を大きくすること、あるいは、光源の波長を短くすることにより、この対物レンズによって集光され、光記録媒体上に形成されるビームスポットの小径化が有効である。そこで、例えば、「ＣＤ系光記録媒体」では、対物レンズのＮＡが０．５０、光源の波長が７８５ｎｍとされているのに対して、「ＣＤ系光記録媒体」よりも高記録密度化がなされた「ＤＶＤ系光記録媒体」では、対物レンズのＮＡが０．６５、光源の波長が６６０ｎｍとされている。そして、光記録媒体は、前述したように、さらなる記録密度の向上及び大容量化が望まれており、そのためには、対物レンズのＮＡを０．６５よりもさらに大きく、あるいは、光源の波長を６６０ｎｍよりもさらに短くすることが望まれている。
【０００４】
そのような新規規格として、青色光源を用いた以下の２規格が知られている。
・ＨＤ−ＤＶＤ規格「ＮＡ：０．６５、波長λ：４０５ｎｍ、光記録媒体基板厚：０．６ｍｍ」
・Ｂlu-ray規格「ＮＡ：０．８５、波長λ：４０５ｎｍ、光記録媒体基板厚：０．１ｍｍ」
そして、前記高ＮＡ化、あるいは短波長化による新規格が近年提案される一方、利用者の手元には、従来の光記録媒体であるＣＤ，ＤＶＤが存在する。これらの光記録媒体と前記新規格の光記録媒体を共に同一の光情報処理装置で取り扱えることが望ましい。この最も簡単な方法としては、従来の光ピックアップと、新規格用光ピックアップの２つの光ピックアップを搭載する方法がある。しかし、この方法では、小型化，低コスト化を達成することは難しい。
【０００５】
そこで、青色，ＤＶＤ，ＣＤの各光源と、各光源からの出射光を所定の光記録媒体に集光させるための１つの対物レンズを備えた構成が望ましい。ところで、このように１つの対物レンズで、青色，ＤＶＤ，ＣＤの異なる規格の光記録媒体に集光させるためには、収差上の課題がある。「波長：λ１＝４０５ｎｍ、開口数：ＮＡ（λ１）＝０．６５、基板厚：ｔ１＝０．６ｍｍ」の青色系光記録媒体に対して、無限系入射（対物レンズへの入射光が平行光で入射する状態を意味する）において、波面収差が最小となる単一の対物レンズを用いて、「波長：λ２＝６６０ｎｍ、開口数：ＮＡ（λ２）＝０．６５、基板厚：ｔ２＝０．６ｍｍ」のＤＶＤ系光記録媒体に無限系入射でスポット形成させた場合、図２３（ｂ）に示すように波長の違いに伴う球面収差が発生する。
【０００６】
ここで、図２３（ｂ）の横軸は光軸からの高さを示している。また縦軸は波面収差を示す。同様に、「波長：λ３＝７８５ｎｍ、開口数：ＮＡ（λ３）＝０．５０、ｔ２＝１．２ｍｍ」のＣＤ系光記録媒体に無限系入射でスポット形成させた場合、図２３（ｃ）に示すように波長及び基板厚の違いに伴う球面収差が発生する。
【０００７】
このような球面収差を抑制する方法として、特許文献１に記載されているような対物レンズへの入射光束を有限系で入射させる方法が知られている。一般に対物レンズへの入射光束の発散状態を変化させることは、球面収差を変化させることと等価であるため、球面収差を低減可能な発散状態を選べばよい。例えば有限系で構成されるＣＤ光学系の物体距離（光源と対物レンズの間隔に相当する）を変化させると球面収差が抑制される。図２４（ｂ）は前記のＣＤ光学系において物体距離を振った場合を示す図であり、これによれば物体距離５０ｍｍ付近で波面劣化は小さくなる。
【０００８】
また、図２５（ｂ）は有限系の入射による補正後の波面収差を示す図である。図２４（ｂ）は対物レンズと光源の間には、部品が存在しない場合で説明しているが、実際は対物レンズと光源の間に、波長板，プリズム，レンズなどが配置される。特に青色，ＤＶＤ，ＣＤの３媒体に対応する光ピックアップにおいては、部品点数が多く、前記５０ｍｍでは小さく、部品レイアウトの制約条件となってしまう。
【０００９】
以下は、従来のＤＶＤ／ＣＤ互換ピックアップの光学系の構成事例であり、例えば非特許文献１の第１図，非特許文献２の図２，非特許文献３の図２がある。
【００１０】
これらの事例からわかるとおり、光学系は一般に光記録媒体と平行な面内に光源、受光素子、２波長間の合成手段が展開され、最後に偏向手段をもって対物レンズ方向に立ち上げられる構成となっている。しかしながら、このような構成において、前記の短物体距離のＣＤ光学系と、青色あるいはＤＶＤ光学系を配置しようとした場合、例えば図２６に示すようになり、レイアウトは非常に困難であるとともに構成全体が非常に大きくなってしまう。
【特許文献１】特許第３２４０８４６号公報
【特許文献２】特開２００３−３３８０７０号公報
【特許文献３】特開２０００−６７４５３号公報
【非特許文献１】緒方大輔  他，「Ｍatsushita Ｔechnical Ｊournal」，Ｖol.４５，Ｎo.６，p.３２−３７（Ｄec.1999）
【非特許文献２】内山峰春、篠塚啓司，「東芝レビュー」，Ｖol.５７，Ｎo.７，p.３２−３３（2002）
【非特許文献３】永原信一  他，「ＰＩＯＮＥＥＲ  Ｒ＆Ｄ」，Ｖol.１３，Ｎo.１，p.４１−５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
２波長または３波長互換の光ピックアップを実現するにあたり、ＣＤ光学系を有限系とする方法が知られている。しかしながら、短物体距離によるレイアウトの問題があった。
【００１２】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、１つの対物レンズで複数種類いずれの光記録媒体においても良好なスポット形成を可能とすることにあり、より詳細には、青色，ＤＶＤ，ＣＤの光記録媒体において、短物体距離のＣＤ光学系を有限系として、よりコンパクトな素子配置を実現した、光ピックアップとこれを用いた光情報処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載された光ピックアップは、波長λ１，λ２（λ１＜λ２）の２つの光源と、波長λ１の光に対しては無限系、波長λ２の光に対しては有限系の入射で使用する対物レンズと、波長λ１の光は反射、波長λ２の光は透過させるダイクロイックプリズムとを備えた光ピックアップにおいて、ダイクロイックプリズムを介して、対物レンズと波長λ２の光源を対向配置した構成によって、例えば、青色とＣＤ互換の光ピックアップの場合に、短物体距離のＣＤ光学系の光路をレイアウトすることができる。
【００１４】
また、請求項２に記載された光ピックアップは、請求項１の光ピックアップであって、波長λ２の光源及び波長λ２の光記録媒体からの反射光を検知する受光素子を同一容器内に収めた受発光ユニットと、ダイクロイックプリズムと受発光ユニットの間に受光素子へ光路を偏向するホログラム素子とを備えた構成によって、コンパクトな光学系を実現できる。
【００１５】
また、請求項３〜５に記載された光ピックアップは、請求項１，２の光ピックアップであって、ダイクロイックプリズムと波長λ２の光源の間に、波長λ２の光源からの出射光の放射角を変化させるホログラム素子を備えたこと、またダイクロイックプリズムと波長λ２の光源の間に、波長λ２の光源からの出射光に非点収差を付加するホログラム素子を備えたこと、さらにダイクロイックプリズムは、波長λ１の光源からの出射光を裏面反射するくさび状ビーム整形プリズムである構成によって、例えば、青色とＣＤ互換の光ピックアップの場合、ＣＤ光学系の最適物体距離より短い光路で光学系を形成して、より高光利用効率のＣＤ光学系が実現でき、またダイクロイックプリズムとしてプレートタイプのものが使用でき低コスト化が可能となり、またくさび状ビーム整形プリズムにより青色光路を薄型化して良好な青色スポットを形成できる。
【００１６】
また、請求項６に記載された光ピックアップは、波長λ１，λ２，λ３（λ１＜λ２＜λ３）の３つの光源と、波長λ１の光に対しては無限系、波長λ２，λ３の光に対しては有限系の入射で使用する対物レンズと、波長λ１，λ２の光は反射、波長λ３の光は透過させるトリクロイックプリズムを備えた光ピックアップにおいて、トリクロイックプリズムを介して、対物レンズと波長λ３の光源を対向配置した構成によって、例えば、青色とＤＶＤとＣＤ互換の光ピックアップの場合に、短物体距離のＣＤ光学系の光路をレイアウトすることができる。
【００１７】
また、請求項７に記載された光ピックアップは、請求項６の光ピックアップであって、波長λ３の光源及び波長λ３の光記録媒体からの反射光を検知する受光素子を同一容器内に収めた受発光ユニットと、トリクロイックプリズムと受発光ユニットの間に受光素子へ光路を偏向するホログラム素子とを備えた構成によって、コンパクトな光学系を実現できる。
【００１８】
また、請求項８〜１０に記載された光ピックアップは、請求項６，７の光ピックアップであって、トリクロイックプリズムと波長λ３の光源の間に、波長λ３の光源からの出射光の放射角を変化させるホログラム素子を備えたこと、またトリクロイックプリズムと波長λ３の光源の間に、波長λ３の光源からの出射光に非点収差を付加するホログラム素子を備えたこと、さらにトリクロイックプリズムは、波長λ１，λ２の光源からの出射光を裏面反射するくさび状ビーム整形プリズムである構成によって、例えば、青色とＤＶＤとＣＤ互換の光ピックアップの場合、ＣＤ光学系の最適物体距離より短い光路で光学系を形成して、より高光利用効率のＣＤ光学系が実現でき、またトリクロイックプリズムとしてプレートタイプのものが使用でき低コスト化が可能となり、またくさび状ビーム整形プリズムにより青色，ＤＶＤ光路を薄型化して良好な青色，ＤＶＤスポットを形成できる。
【００１９】
また、請求項１１，１２に記載された光ピックアップは、請求項１〜５の光ピックアップであって、対物レンズを搭載して光記録媒体の半径方向に傾動するアクチュエータを備え、対物レンズと波長λ２の光源間の光軸ずれ量に応じてアクチュエータの傾動量を調整すること、対物レンズの入射光束にコマ収差を付加する液晶素子を備え、対物レンズと波長λ２の光源間の光軸ずれ量に応じて液晶素子のコマ収差量を調整する構成によって、短物体距離のＣＤ光学系の光路において、対物レンズ位置がシフトしてもコマ収差のない良好なスポットを得ることができる。
【００２０】
また、請求項１３，１４に記載された光ピックアップは、請求項６〜１０の光ピックアップであって、対物レンズを搭載して光記録媒体の半径方向に傾動するアクチュエータを備え、対物レンズと波長λ３の光源間の光軸ずれ量に応じてアクチュエータの傾動量を調整すること、対物レンズの入射光束にコマ収差を付加する液晶素子を備え、対物レンズと波長λ３の光源間の光軸ずれ量に応じて液晶素子のコマ収差量を調整する構成によって、短物体距離のＣＤ光学系の光路において、対物レンズ位置がシフトしてもコマ収差のない良好なスポットを得ることができる。
【００２１】
また、請求項１５に記載された光ピックアップは、請求項２〜４，７〜９の光ピックアップであって、ホログラム素子を受発光ユニットと一体に形成したことによって、さらにコンパクトな光学系を実現できる。
【００２２】
また、請求項１６に記載された光情報処理装置は、波長λ１，λ２，λ３（λ１＜λ２＜λ３）の少なくとも１つの光源を用いて、光記録媒体に情報の記録，再生，消去のいずれか１以上を行う光情報処理装置であって、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光ピックアップを用いる構成によって、２波長または３波長互換とした短物体距離の光学系の光路をレイアウトすることができコンパクトな光学系の光情報処理装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、２波長または３波長互換の光ピックアップとこれを用いた光情報処理装置を実現して、短物体距離の光学系の光路をレイアウトすることができコンパクトな互換の光学系を構成できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００２５】
本発明の実施の形態１として、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６５において、光照射側基板厚０．６ｍｍの青色系光記録媒体」と「使用波長７８５ｎｍ、ＮＡ０．５０において、光照射側基板厚１．２ｍｍのＣＤ系光記録媒体」を共に記録または再生、消去できる光ピックアップについて説明する。
【００２６】
図１は本実施の形態１の実施例１における青色／ＣＤ互換の光ピックアップの概略構成を示す（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。図１（ａ），（ｂ）に示すように光ピックアップの要部は、ＣＤ用受発光ユニット１０１、ＣＤ用ホログラム素子１０２、ダイクロイックプリズム１０３、開口制限付１／４波長板１０４、対物レンズ１０５から構成される波長７８５ｎｍの光ビームが通過するＣＤ光学系と、波長４０５ｎｍの青色用半導体レーザ１０８、コリメートレンズ１０９、偏光ビームスプリッタ１１０、ダイクロイックプリズム１０３、開口制限付１／４波長板１０４、対物レンズ１０５、集光レンズ１１１、光束分割素子１１２、受光素子１１３から構成される波長４０５ｎｍの光ビームが通過する青色光学系から構成されている。
【００２７】
すなわち、ダイクロイックプリズム１０３、開口制限付１／４波長板１０４、対物レンズ１０５は２つの光学系の共通部品である。ここで、対物レンズ１０５は、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６５において、光照射側基板厚０．６ｍｍの青色系光記録媒体」に対して、無限系で波面収差が最小になるように設計されている。一般に対物レンズは高ＮＡ、短波長になるほど公差が厳しくなるので、ＣＤ系に比べ青色系で望ましい特性を出す方が難しくなるためである。
【００２８】
また、対物レンズ１０５及び開口制限付１／４波長板１０４はアクチュエータ部１０６に保持され、フォーカス方向あるいはトラック方向に可動でき、サーボ制御により最適位置とされる。
【００２９】
図１（ａ），（ｂ）に示す光記録媒体１０７ａ，１０７ｂはそれぞれ基板厚さあるいは使用波長が異なる光記録媒体で、光記録媒体１０７ａは基板厚さが１．２ｍｍのＣＤ系光記録媒体、光記録媒体１０７ｂは基板厚さが０．６ｍｍの青色系光記録媒体である。記録あるいは再生時にはいずれかの光記録媒体のみが図示しない回転機構にセットされて高速回転される。
【００３０】
まず、「使用波長７８５ｎｍ、ＮＡ０．５０において、光照射側基板厚１．２ｍｍのＣＤ系光記録媒体」を記録または再生、消去する場合について説明する。図２は、ＣＤ用受発光ユニットを示す詳細図であり、Ｓｉ基板上にエッチングにより４５°エッチドミラー１０１ｂをもつ凹部を形成し、その中にＣＤ用半導体レーザ１０１ａが実装されている。また、光記録媒体からの反射光を検知するＣＤ用受光素子１０１ｃが形成されてなる。端子１０１ｄは図２に示すとおり、光記録媒体と平行方向に引き出すことにより光ピックアップの厚み増加させずに済む。
【００３１】
図３は図１（ａ）に示すＣＤ系のみの光路図である。図３において、ＣＤ用受発光ユニット１０１のＣＤ用半導体レーザ１０１ａから出射された７８５ｎｍの光ビームは、ＣＤ用ホログラム素子１０２を透過し、赤外波長帯域の光ビームは透過し、青色波長帯域の光ビームは反射させるダイクロイックプリズム１０３を透過し、開口制限付１／４波長板１０４を通過して円偏光とされる。また、波長選択性コートの開口制限機能により外側の光ビームが反射され、ＮＡ０．５０に相当する光ビームのみが対物レンズ１０５に入射し、光記録媒体１０７ａ上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。
【００３２】
光記録媒体１０７ａから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、ＣＤ用ホログラム素子１０２のホログラム形成面１０２ａによりＣＤ用受発光ユニット１０１の同一容器（キャン）内にあるＣＤ用受光素子１０１ｃの方向に回折されてＣＤ用受光素子１０１ｃに受光される。ここでホログラム素子は、偏光選択性のホログラム素子が望ましい。すなわち往路の光ビームは不感帯透過し、往路とは直交方向に回転された復路の光ビームのみ回折することにより往路復路共に高光利用効率が確保できる。ＣＤ用受光素子１０１ｃからは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００３３】
続いて、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６５において、光照射側基板厚０．６ｍｍの青色系光記録媒体」を記録または再生する場合について説明する。図１（ｂ）に示すように、波長４０５ｎｍの青色用半導体レーザ１０８から出射した直線偏光の発散光は、コリメートレンズ１０９で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ１１０で反射され、ダイクロイックプリズム１０３を反射し、開口制限付１／４波長板１０４を通過し円偏光とされ、対物レンズ１０５に入射し、光記録媒体１０７ｂ上に微小スポットとして集光される。開口制限機能は青色波長帯域については不感帯透過するコート構成となっている。
【００３４】
光記録媒体１０７ｂから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、開口制限付１／４波長板１０４を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ１１０を透過し、集光レンズ１１１で収束光とされ、光束分割素子１１２により複数の光路に偏向分割され受光素子１１３に至る。受光素子１１３からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００３５】
図４は本実施の形態１の実施例２における青色／ＣＤ互換の光ピックアップの概略構成を示す図である。図４に示すように、ＣＤ用受発光ユニット１０１と、ＣＤ用ホログラム素子２０２と、ダイクロイックプリズム１０３を一体化してもよい。その場合、対物レンズ１０５におけるＣＤ光学系の最適物体距離よりも短くなる。そのまま使用すると球面収差が大きくなり、良好なスポットが得られない。そこで、本実施例２では、光源出射光の放射角を変化させるホログラムパターンが形成されたＣＤ用ホログラム素子２０２を具備してなる。
【００３６】
このようなレンズ機能は、基板表面に同心円状、その断面は鋸歯状もしくは擬似鋸歯状のホログラムパターンをエッチングなどの手法により形成してやればよい。また光源の近くに、このようなレンズ機能を配置してやることは、光源出射光を、より多く取り込むこと（カップリング）ができるため、実施例１に比べ高い光利用効率を実現でき、高速化に有効である。なお、青色光学系は実施例１と同じである。
【００３７】
ここでは、ＣＤ光学系の光路についてのみ説明する。図５は図４に示すＣＤ光学系のみの光路図である。図５において、ＣＤ用受発光ユニット１０１のＣＤ用半導体レーザ１０１ａから出射された７８５ｎｍの光ビームは、ＣＤ用ホログラム素子２０２のレンズ機能ホログラム形成面２０２ａにて放射角が変更される。レンズは正負いずれのパワーも作製可能であるが、ここでは光源側に集光するホログラムパターンが形成されている。
【００３８】
続く偏向分離用ホログラム形成面２０２ｂを０次透過した光ビームは、赤外波長帯域の光ビームは透過し、青色波長帯域の光ビームは反射させるダイクロイックプリズム１０３を透過し、開口制限付１／４波長板１０４を通過し略円偏光とされる。また、波長選択性コートが蒸着された開口制限機能により外側の光が反射され、ＮＡ０．５０に相当する光ビームのみが対物レンズ１０５に入射し、光記録媒体１０７ａ上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。
【００３９】
光記録媒体１０７ａから反射した光ビームは、往路とは反対回りの円偏光となり、ＣＤ用ホログラム素子２０２の偏向分離用ホログラム形成面２０２ｂによりＣＤ用受発光ユニット１０１の同一キャン内にあるＣＤ用受光素子１０１ｃ方向に回折されてＣＤ用受光素子１０１ｃに受光される。ＣＤ用受光素子１０１ｃからは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００４０】
図６は本実施の形態１の実施例３における青色／ＣＤ互換の光ピックアップの概略構成を示す図である。図６に示すように、ダイクロイックプリズムはキューブ型に限られるものでなく、プレート型であってもよい。発散光路中にプレート基板を斜め入射させると非点収差が発生することが一般に知られる。そこで、本実施例３では、この非点収差と逆極性の非点収差を発生させるホログラムパターンが形成されたホログラム素子を具備してなる。なお、青色光学系は実施例１、２と同じである。
【００４１】
ここでは、ＣＤ光学系の光路についてのみ説明する。図７は図６に示すＣＤ光学系のみの光路図である。図７において、ＣＤ用受発光ユニット１０１のＣＤ用半導体レーザ１０１ａから出射された７８５ｎｍの光ビームは、ＣＤ用ホログラム素子３０２の非点収差補正機能ホログラム形成面３０２ａにて所定の収差が付加される。
【００４２】
続く偏向分離用ホログラム形成面３０２ｂを０次透過した光ビームは、赤外波長帯域の光ビームは透過し、青色波長帯域の光ビームは反射させるダイクロイックプリズム３０３を透過し、開口制限付１／４波長板１０４を通過し略円偏光とされる。また、波長選択性コートが蒸着された開口制限機能により外側の光ビームは反射され、ＮＡ０．５０に相当する光ビームのみが対物レンズ１０５に入射し、光記録媒体１０７ａ上に微小スポットとして集光される。
【００４３】
なお、斜めに配置されたプレート基板中を進行する有限系の光ビームは一般に非点収差が発生するが、本実施例３においては、ＣＤ用ホログラム素子３０２において予め逆極性の非点収差が付加されているため、対物レンズ１０５の入射光は非点収差が打ち消されている。対物レンズ１０５により集光されたスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。
【００４４】
光記録媒体１０７ａから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、ＣＤ用ホログラム素子３０２の偏向分離用ホログラム形成面３０２ｂによりＣＤ用受発光ユニット１０１の同一キャン内にあるＣＤ用受光素子１０１ｃ方向に回折されてＣＤ用受光素子１０１ｃに受光される。ＣＤ用受光素子１０１ｃからは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００４５】
図８は本実施の形態１の実施例４における青色／ＣＤ互換の光ピックアップの概略構成を示す図である。図８に示すように、ダイクロイックプリズムはキューブ型に限られるものでなく、くさび状プリズムであってもよい。図８に示すくさび状ダイクロイックプリズム４０３は、水平方向から入射する青色波長帯域の光ビームについて、プリズムの光記録媒体側の面を透過し、ダイクロイックコートされたＣＤ光源側のダイクロイックミラー面１０３ａで反射され、再び光記録媒体側の面から出射し、対物レンズ１０５に入射する構成となっている。
【００４６】
このような光路をたどることにより楕円のビーム強度分布形状を円形に変換する方法が一般に知られる。円形な強度分布に変換された光ビームを対物レンズ１０５で集光することで小径なビームスポットが得られる。また、くさび状ダイクロイックプリズム４０３入射前の青色光学系の光路を楕円形状で這い回すことで、青色光学系の各光学部品を、厚み方向に薄くすることができ、結果的に青色光学系を薄型化できる。
【００４７】
また、ＣＤ光学系の光路については、有限系の光ビームがくさび状ダイクロイックプリズムを透過した場合、非点収差が発生するため、この非点収差と逆極性の非点収差を発生させるホログラムパターンが形成されたＣＤ用ホログラム素子４０２を具備してなる。
【００４８】
ここでは、ＣＤ光学系の光路についてのみ説明する。図９は図８に示すＣＤ光学系のみの光路図である。図９において、ＣＤ用受発光ユニット１０１のＣＤ用半導体レーザ１０１ａから出射された７８５ｎｍの光ビームは、ＣＤ用ホログラム素子４０２の非点収差補正機能ホログラム形成面４０２ａにて所定の収差が付加される。
【００４９】
続く偏向分離用ホログラム形成面４０２ｂを０次透過した光ビームは、赤外波長帯域の光ビームは透過し、青色波長帯域の光ビームは反射させるくさび状ダイクロイックプリズム４０３を透過する。開口制限付１／４波長板１０４を通過し略円偏光とされる。また、波長選択性コートが蒸着された開口制限機能により外側の光が反射され、ＮＡ０．５０に相当する光ビームのみが対物レンズ１０５に入射し、光記録媒体１０７ａ上に微小スポットとして集光される。
【００５０】
なお、くさび状基板中を進行する有限系の光ビームは一般に非点収差が発生するが、本実施例４においては、ＣＤ用ホログラム素子４０２にて予め逆極性の非点収差が付加されているため、対物レンズ１０５に入射する光ビームは、非点収差が打ち消されている。対物レンズ１０５により集光されたスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。
【００５１】
光記録媒体１０７ａから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、ＣＤ用ホログラム素子４０２の偏向分離用ホログラム形成面４０２ｂによりＣＤ用受発光ユニット１０１の同一キャン内にあるＣＤ用受光素子１０１ｃ方向に回折されてＣＤ用受光素子１０１ｃに受光される。ＣＤ用受光素子１０１ｃからは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００５２】
なお、前述した本実施の形態１の実施例１〜４おいては、ＮＡ０．６５の青色系（ＨＤ−ＤＶＤ規格相当）とＣＤ系の互換の場合について説明したが、本実施の形態１はこれに限られるものではなく、ＮＡ０．６５の青色系とＤＶＤ系の互換、ＤＶＤ系とＣＤ系の互換、あるいはＮＡ０．６５の青色系に代えてＮＡ０．８５の青色系（Ｂlu-ray規格相当）を互換する光ピックアップであってもよい。
【００５３】
次に、本発明の実施の形態２として、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６５において、光照射側基板厚０．６ｍｍの青色系光記録媒体」と「使用波長６６０ｎｍ、ＮＡ０．６５において、光照射側基板厚０．６ｍｍのＤＶＤ系光記録媒体」と「使用波長７８５ｎｍ、ＮＡ０．５０において、光照射側基板厚１．２ｍｍのＣＤ系光記録媒体」を共に記録または再生、消去できる光ピックアップについて説明する。
【００５４】
図１０は本実施の形態２の実施例５における青色／ＤＶＤ／ＣＤ互換の光ピックアップの概略構成を示す（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。図１０（ａ），（ｂ）に示すように光ピックアップの要部は、まず、波長７８５ｎｍの光ビームが通過するＣＤ光学系として、ＣＤ用受発光ユニット１０１、ＣＤ用ホログラム素子５０２、トリクロイックプリズム１２３、開口制限付１／４波長板１０４、対物レンズ１０５から構成される。
【００５５】
また、波長６６０ｎｍの光ビームが通過するＤＶＤ光学系として、波長６６０ｎｍのＤＶＤ用半導体レーザ１１８、カップリングレンズ１１９、そしてダイクロイックミラー面１０３ａと偏光ビームスプリッタ面１１０ｂが形成された複合プリズム１２１、トリクロイックプリズム１２３、開口制限付１／４波長板１０４、対物レンズ１０５、集光レンズ１１１、光束分割素子１１２、受光素子１１３から構成される。
【００５６】
また、波長４０５ｎｍの光ビームが通過する青色光学系として、波長４０５ｎｍの青色用半導体レーザ１０８、コリメートレンズ１０９、複合プリズム１２１、トリクロイックプリズム１２３、開口制限付１／４波長板１０４、対物レンズ１０５、集光レンズ１１１、光束分割素子１１２、受光素子１１３から構成されている。
【００５７】
すなわち、トリクロイックプリズム１２３、開口制限付１／４波長板１０４、対物レンズ１０５は３つの光学系の共通部品である。ここで、対物レンズ１０５は、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６５において、光照射側基板厚０．６ｍｍの青色系光記録媒体」に対して、無限系で波面収差が最小になるように設計されている。一般に対物レンズは高ＮＡ、短波長になるほど公差が厳しくなるので、ＣＤ系，ＤＶＤ系に比べ青色系で望ましい特性を出す方が難しくなるためである。
【００５８】
また、対物レンズ１０５及び開口制限付１／４波長板１０４はアクチュエータ部１０６に保持され、フォーカス方向あるいはトラック方向に可動でき、サーボ制御により最適位置とされる。
【００５９】
図１０（ａ），（ｂ）に示す光記録媒体１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃはそれぞれ基板厚さあるいは使用波長が異なる光記録媒体で、光記録媒体１０７ａは基板厚さが１．２ｍｍのＣＤ系光記録媒体、光記録媒体１０７ｂは基板厚さが０．６ｍｍの青色系光記録媒体、光記録媒体１０７ｃは基板厚さ０．６ｍｍのＤＶＤ系光記録媒体である。記録あるいは再生時にはいずれかの光記録媒体のみが図示しない回転機構にセットされて高速回転される。
【００６０】
まず、「使用波長７８５ｎｍ、ＮＡ０．５０において、光照射側基板厚１．２ｍｍのＣＤ系光記録媒体」を記録または再生、消去する場合について説明する。図１１は図１０（ａ）のＣＤ系のみの光路図である。図１１において、ＣＤ用受発光ユニット１０１のＣＤ用半導体レーザ１０１ａから出射された７８５ｎｍの光ビームは、ＣＤ用ホログラム素子５０２を透過し、赤外波長帯域の光ビームは透過し、赤色波長帯域，青色波長帯域の光ビームは反射させるトリクロイックプリズム１２３を透過し、開口制限付１／４波長板１０４を通過し円偏光とされる。また、波長選択性コートの開口制限機能により外側の光ビームが反射され、ＮＡ０．５０に相当する光ビームのみが対物レンズ１０５に入射し、光記録媒体１０７ａ上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。
【００６１】
光記録媒体１０７ａから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、ＣＤ用ホログラム素子５０２のホログラム形成面５０２ａによりＣＤ用受発光ユニット１０１の同一容器（キャン）内にあるＣＤ用受光素子１０１ｃ方向に回折されてＣＤ用受光素子１０１ｃに受光される。ここでホログラム素子は、偏光選択性のホログラム素子が望ましい。すなわち往路の光ビームは不感帯透過し、往路とは直交方向に回転された復路の光ビームのみ回折することにより往路復路共に高光利用効率が確保できる。ＣＤ用受光素子１０１ｃからは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００６２】
続いて、「使用波長６６０ｎｍ、ＮＡ０．６５において、光照射側基板厚０．６ｍｍのＤＶＤ系光記録媒体」を記録または再生する場合について説明する。図１０（ｂ）に示すように、波長６６０ｎｍのＤＶＤ用半導体レーザ１１８から出射した直線偏光の発散光は、カップリングレンズ１１９で所定倍率の光ビームとされ、複合プリズム１２１のダイクロイックミラー面１０３ａで反射され、複合プリズム１２１の偏光ビームスプリッタ面１１０ｂで反射される。さらにトリクロイックプリズム１２３を反射し、開口制限付１／４波長板１０４を通過し円偏光とされる。また、波長選択性コートの開口制限機能により外側の光ビームが反射され、ＮＡ０．６５に相当する光ビームのみが対物レンズ１０５に入射し、光記録媒体１０７ｃ上に微小スポットとして集光される。光記録媒体１０７ｃから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、開口制限付１／４波長板１０４を通過して往路と直交した直線偏光になり、複合プリズム１２１の偏光ビームスプリッタ面１１０ｂを透過し、集光レンズ１１１で収束光とされ、光束分割素子１１２により複数の光路に偏向分割され受光素子１１３に至る。受光素子１１３からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００６３】
続いて、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６５において、光照射側基板厚０．６ｍｍの青色系光記録媒体」を記録または再生する場合について説明する。図１０（ｂ）に示すように、波長４０５ｎｍの青色用半導体レーザ１０８から出射した直線偏光の発散光は、コリメートレンズ１０９で略平行光とされ、複合プリズム１２１のダイクロイックミラー面１０３ａを透過し、複合プリズム１２１の偏光ビームスプリッタ面１１０ｂで反射される。トリクロイックプリズム１２３を反射し、開口制限付１／４波長板１０４を通過し円偏光とされ、対物レンズ１０５に入射し、光記録媒体１０７ｂ上に微小スポットとして集光される。開口制限機能は青色波長帯域については不感帯透過するコート構成となっている。光記録媒体１０７ｂから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、開口制限付１／４波長板１０４を通過して往路と直交した直線偏光になり、複合プリズム１２１の偏光ビームスプリッタ面１１０ｂを透過し、集光レンズ１１１で収束光とされ、光束分割素子１１２により複数の光路に偏向分割され受光素子１１３に至る。受光素子１１３からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００６４】
また、図１２は開口制限機能を説明する図である。中心側のＮＡ０．５０の領域は３波長とも不感帯透過し、ＮＡ０．５０からＮＡ０．６５の領域は赤外波長帯域の光ビームは反射する。さらにＮＡ０．６５からＮＡ０．８５の領域は赤色，赤外波長帯域の光ビームを反射するコートが蒸着されている。
【００６５】
図１３は本実施の形態２の実施例６における青色／ＤＶＤ／ＣＤ互換の光ピックアップの概略構成を示す図である。図１３に示すように、ＣＤ用受発光ユニット１０１と、ＣＤ用ホログラム素子６０２と、トリクロイックプリズム１２３を一体化してもよい。その場合、対物レンズ１０５におけるＣＤ光学系の最適物体距離よりも短くなる。そのまま使用すると球面収差が大きくなり、良好なスポットが得られない。そこで、本実施例６では、光源出射光の放射角を変化させるホログラムパターンが形成されたＣＤ用ホログラム素子６０２を具備してなる。
【００６６】
このようなレンズ機能は、基板表面に同心円状、その断面は鋸歯状もしくは擬似鋸歯状のホログラムパターンをエッチングなどの手法により形成してやればよい。また光源の近くに、このようなレンズ機能を配置してやることは、光源出射光を、より多く取り込むこと（カップリング）ができるため、実施例５に比べ高い光利用効率を実現でき、高速化などに有効である。なお、青色光学系，赤色光学系は実施例５と同じである。
【００６７】
ここでは、ＣＤ光学系の光路についてのみ説明する。図１４は図１３に示すＣＤ系のみの光路図である。図１４において、ＣＤ用受発光ユニット１０１のＣＤ用半導体レーザ１０１ａから出射された７８５ｎｍの光ビームは、ＣＤ用ホログラム素子６０２のレンズ機能ホログラム形成面６０２ａにて放射角が変更される。レンズは正負いずれのパワーも作製可能であるが、ここでは光源側に集光するホログラムパターンが形成されている。
【００６８】
続く偏向分離用ホログラム形成面６０２ｂを０次透過した光ビームは、赤外波長帯域の光ビームは透過し、赤色，青色波長帯域の光ビームは反射させるトリクロイックプリズム１２３を透過し、開口制限付１／４波長板１０４を通過し略円偏光とされる。また、波長選択性コートが蒸着された開口制限機能により外側の光が反射され、ＮＡ０．５０に相当する光ビームのみが対物レンズ１０５に入射し、光記録媒体１０７ａ上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。
【００６９】
光記録媒体１０７ａから反射した光ビームは、往路とは反対回りの円偏光となり、ＣＤ用ホログラム素子６０２の偏向分離用ホログラム形成面６０２ｂによりＣＤ用受発光ユニット１０１の同一キャン内にあるＣＤ用受光素子１０１ｃ方向に回折されてＣＤ用受光素子１０１ｃに受光される。ここでホログラム素子は、偏光選択性のホログラム素子が望ましい。すなわち往路の光ビームは不感帯透過し、偏光方向が反転された復路の光ビームのみ回折することにより往復共に高光利用効率が確保できる。ＣＤ用受光素子１０１ｃからは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００７０】
図１５は本実施の形態２の実施例７における青色／ＤＶＤ／ＣＤ互換の光ピックアップの概略構成を示す図である。図１５に示すように、トリクロイックプリズムはキューブ型に限られるものでなく、プレート型であってもよい。発散光路中にプレート基板を斜め入射させると非点収差が発生することが一般に知られる。そこで、本実施例７では、この非点収差と逆極性の非点収差を発生させるホログラムパターンが形成されたホログラム素子を具備してなる。なお、青色光学系、赤色光学系は実施例５，６と同じである。
【００７１】
ここでは、ＣＤ光学系の光路についてのみ説明する。図１６は図１５に示すＣＤ光学系のみの光路図である。図１６において、ＣＤ用受発光ユニット１０１のＣＤ用半導体レーザ１０１ａから出射された７８５ｎｍの光ビームは、ＣＤ用ホログラム素子７０２の非点収差補正機能ホログラム形成面７０２ａにて所定の収差が付加される。
【００７２】
続く偏向分離用ホログラム形成面７０２ｂを０次透過した光はビーム、赤外波長帯域の光ビームは透過し、赤色，青色波長帯域の光ビームは反射させるトリクロイックプリズム３２３を透過する。開口制限付１／４波長板１０４を通過し略円偏光とされる。また、波長選択性コートが蒸着された開口制限機能により外側の光ビームは反射され、ＮＡ０．５０に相当する光ビームのみが対物レンズ１０５に入射し、光記録媒体１０７ａ上に微小スポットとして集光される。
【００７３】
なお、斜めに配置されたプレート基板中を進行する有限系の光ビームは一般に非点収差が発生するが、本実施例７においては、ＣＤ用ホログラム素子７０２において予め逆極性の非点収差が付加されているため、対物レンズ１０５の入射光は非点収差が打ち消されている。対物レンズ１０５により集光されたスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。
【００７４】
光記録媒体１０７ａから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、ＣＤ用ホログラム素子７０２の偏向分離用ホログラム形成面７０２ｂによりＣＤ用受発光ユニット１０１の同一キャン内にあるＣＤ用受光素子１０１ｃ方向に回折されてＣＤ用受光素子１０１ｃに受光される。ＣＤ用受光素子１０１ｃからは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００７５】
図１７は本実施の形態２の実施例８における青色／ＤＶＤ／ＣＤ互換の光ピックアップの概略構成を示す図である。図１７に示すように、トリクロイックプリズムはキューブ型に限られるものでなく、くさび状プリズムであってもよい。
【００７６】
図１７に示すくさび状トリクロイックプリズム４２３は、水平方向から入射する赤色，青色波長帯域の光ビームについて、プリズムの光記録媒体側の面を透過し、トリクロイックコートされたＣＤ光源側のトリクロイックミラー面１２３ａで反射され、再び光記録媒体側の面から出射し、対物レンズ１０５に入射する構成となっている。
【００７７】
このような光路をたどることにより楕円のビーム強度分布形状を円形に変換する方法が一般に知られる。円形な強度分布に変換された光ビームを対物レンズ１０５で集光することで小径なビームスポットが得られる。また、くさび状トリクロイックプリズム４２３入射前の青色光学系の光路を楕円形状で這い回すことで、青色光学系の各光学部品を、厚み方向に薄くすることができ、結果的に青色光学系を薄型化できる。
【００７８】
また、ＣＤ光学系の光路については、有限系の光ビームがくさび状トリクロイックプリズム４２３を透過した場合、非点収差が発生するため、この非点収差と逆極性の非点収差を発生させるホログラムパターンが形成されたＣＤ用ホログラム素子８０２を具備してなる。
【００７９】
ここでは、ＣＤ光学系の光路について説明する。図１８は図１７に示すＣＤ光学系のみの光路図である。図１７において、ＣＤ用受発光ユニット１０１のＣＤ用半導体レーザ１０１ａから出射された７８５ｎｍの光ビームは、ＣＤ用ホログラム素子８０２の非点収差補正機能ホログラム形成面８０２ａにて所定の収差が付加される。
【００８０】
続く偏向分離用ホログラム形成面８０２ｂを０次透過した光ビームは、赤外波長帯域の光ビームは透過し、赤色，青色波長帯域の光ビームは反射させるくさび状トリクロイックプリズム４２３を透過する。開口制限付１／４波長板１０４を通過し略円偏光とされる。また、波長選択性コートが蒸着された開口制限機能により外側の光ビームが反射され、ＮＡ０．５０に相当する光ビームのみが対物レンズ１０５に入射し、光記録媒体１０７ａ上に微小スポットとして集光される。
【００８１】
なお、斜めに配置されたくさび基板中を進行する有限系の光ビームは一般に非点収差が発生するが、本実施例８においては、ＣＤ用ホログラム素子８０２にて予め逆極性の非点収差が付加されているため、対物レンズ１０５に入射する光ビームは、非点収差が打ち消されている。対物レンズ１０５により集光されたスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。
【００８２】
光記録媒体１０７ａから反射した光ビームは、往路とは反対回りの円偏光となり、ＣＤ用ホログラム素子８０２の偏向分離用ホログラム形成面８０２ｂによりＣＤ用受発光ユニット１０１の同一キャン内にあるＣＤ用受光素子１０１ｃ方向に回折されてＣＤ用受光素子１０１ｃに受光される。ＣＤ用受光素子１０１ｃからは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００８３】
なお、ＤＶＤ光学系の光路についてもくさび状トリクロイックプリズム４２３を透過した際に、非点収差が発生するが、低倍率のため影響は小さい。また、ＣＤ光学系と同様に非点収差補正用のホログラム素子を複合プリズム１２１の入射前に配置してやればなおよい。
【００８４】
また、前述した本実施の形態２の実施例５〜８においては、ＮＡ０．６５の青色系（ＨＤ−ＤＶＤ規格相当）とＤＶＤ系，ＣＤ系の互換の場合について説明したが、本実施の形態２はこれに限られるものではなく、ＮＡ０．６５の青色系に代えてＮＡ０．８５の青色系（Ｂlu-ray規格相当）を互換する光ピックアップであってもよい。
【００８５】
本発明の実施の形態３における光ピックアップは、有限系において、トラッキング動作，シーク動作において生じる対物レンズシフトに伴ってコマ収差が発生することから、このようなコマ収差と逆極性のコマ収差を発生させてキャンセル手段を備えている。
【００８６】
図１９は対物レンズシフトとコマ収差における（ａ）はＤＶＤ光学系、（ｂ）はＣＤ光学系の関係を示す図である。図１９（ａ），（ｂ）から短物体距離のＣＤ系においてコマ収差が劣化する様子がわかる。
【００８７】
コマ収差をキャンセルする手段としては、レンズシフト量に応じて、対物レンズを傾動させる方法がある。すなわち、対物レンズがチルトするとコマ収差が発生することが一般に知られており、光ディスクのチルトに応じて対物レンズをチルトさせるアクチュエータがよく用いられている。このようなチルトアクチュエータでレンズシフト量によるコマ収差を除去することも可能である。
【００８８】
図２０は本実施の形態３の実施例９におけるアクチュエータ部の概略構成を示す図である。図２０に示すように、アクチュエータ部１０６は、対物レンズ１０５と、この対物レンズ１０５を保持する対物レンズ保持体１１５とを備えている。また、対物レンズ保持体１１５を支持するベース部１１６と、このベース部１１６と対物レンズ保持体１１５との間に介在される弾性支持機構１１７ａ，１１７ｂとを備えている。弾性支持機構１１７ａ，１１７ｂは、対物レンズ保持体１１５をフォーカス方向、トラッキング方向、ラジアルチルト方向の計３方向に動けるよう、ベース部１１６に対して弾性的に支持している。ここで、前記フォーカス方向とは図２０に示すＺ軸方向（対物レンズ１０５の光軸方向）をいい、前記トラッキング方向とは図２０に示すＸ軸方向（光記録媒体１０７の半径方向）をいう。
【００８９】
また、前記ラジアルチルト方向とは図２０に示すＹ軸回りのチルト方向（光記録媒体１０７の半径方向に対するチルトの方向）をいう。また、図２０には示されない駆動手段を備えており、この駆動手段は、例えば対物レンズ保持体１１５に設けられた永久磁石と、ベース部１１６に対して相対的に固定された駆動コイルとからなる、いわゆるボイスコイルモータによって構成されている。
【００９０】
そして、この駆動手段は、駆動コイルへの入力電流に応じて、対物レンズ保持体１１５を前記３方向に駆動するようになっている。駆動手段の駆動コイルへの入力電流を制御して、光記録媒体１０７の情報記録面における記録トラック上に所定の光ビームスポットを追従させるフォーカスサーボ及びトラッキングサーボを行うとともに、レンズシフトに応じてチルトサーボを行うように構成されている。チルトサーボはディスクチルトによって発生するコマ収差を合わせてキャンセルするものであってもよい。
【００９１】
なお、対物レンズ１０５のレンズシフト量は、対物レンズ１０５自体の位置を検出する位置センサをアクチュエータ可動部に搭載してもよいし、ＲＦ信号振幅やトラックエラー信号振幅の低下を検出してもよい。
【００９２】
次に、本実施の形態３の実施例１０におけるコマ収差をキャンセルする手段としては、レンズシフト量に応じて、コマ収差を付加する方法でもよい。コマ収差そのものを付加する手段としては、液晶素子が知られている。この液晶素子を光路途中に配置すればよい。一般には偏光選択性のため１／４波長板と対物レンズの間が望ましい。
【００９３】
図２１は本実施例１０における液晶素子の概略構成であり（ａ）は断面図、（ｂ）は電極パターンを示す図である。図２１（ａ），（ｂ）を参照しながら液晶素子の動作原理を説明する。本実施例１０の液晶素子は、非点収差量と逆極性の非点収差量を付与する液晶素子を具備し、ラジアル方向にコマ収差を発生するように配置している。
【００９４】
また、本実施例１０の液晶素子５０は、特許文献２，３などで公知の構成である。ガラス基板５１ａ，５１ｂが、導電性スペーサ５２により接着され液晶セルを形成している。ガラス基板５１ａの内側表面には、内側表面から透明電極の電極５４ａ、絶縁膜５５、配向膜５６の順に、またガラス基板５１ｂの内側表面には、内側表面から透明電極の電極５４ｂ、絶縁膜５５、配向膜５６の順に被膜されている。電極５４ａは電極引出部５７で接続線によって制御回路と接続できるようパターン配線されている。また電極５４ｂは導電性スペーサ５２によりガラス基板５１ａ上に形成された電極５４ａと電気的に接続されている。
【００９５】
したがって、電極５４ｂは電極引出部５７で接続線によって液晶素子５０の制御回路と接続される。液晶セル内部には液晶５３が充填されている。液晶５３は、いわゆる複屈折効果を有し、液晶分子の光学軸方向とこれに垂直な方向とで屈折率が異なっている。そして、電極５４ａと電極５４ｂの間に印加する電圧を変化させることにより、液晶分子の向きを水平方向から垂直方向まで自在に変えることができる。電極５４ａ、電極５４ｂへの印加電圧は、図示しない制御回路により設定され、電極５４ａ、電極５４ｂの各分割領域に印加する電圧を調整することにより、各分割電極により形成される領域ごとに異なる位相差を付与するものである。
【００９６】
また、図２１（ｂ）は、電極パターンであり、液晶素子５０の電極５４ａを、ラジアル方向に対するコマ収差を打ち消すことができるように分割した状態を示す図である。図２１（ｂ）に示すように、電極５４ａは、３つのパターン電極６０ａ，６０ｂ，６０ｃに分割されている。コマ収差は３次関数状の波面収差で与えられるため、例えばパターン電極６０ａをゼロ基準に、パターン電極６０ｂとパターン電極６０ｃで反転した位相を発生させることによりコマ収差を発生させられる。
【００９７】
図２２は本発明の実施の形態４における光情報処理装置の概略構成を示す透過斜視図である。図２２に示すように、光情報処理装置３５は光記録媒体１０７に対して、光ピックアップ３０を用いて情報の記録，再生，消去の１以上を行う装置である。本実施の形態４において、光記録媒体１０７はディスク状であって、保護ケース３２内に格納されている。光記録媒体１０７は保護ケース３２ごと、挿入口３４から光情報処理装置３５に矢印「ディスク挿入」方向へ挿入セットされ、スピンドルモータ３７により回転され、光ピックアップ３０により情報の記録や再生、あるいは消去が行われる。なお、光記録媒体１０７は保護ケース３２に入れられている必要はなく裸の状態であってもよい。また、本実施の形態４における光ピックアップ３０として、前記実施の形態１〜３に記載した光ピックアップを適宜用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明に係る光ピックアップ及び光情報処理装置は、２波長または３波長互換を実現して、短物体距離の光学系の光路をレイアウトすることができコンパクトな互換光学系を構成でき、青色，ＤＶＤ，ＣＤの光記録媒体において互換性を有する光ピックアップ及び光情報処理装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施の形態１の実施例１における青色／ＣＤ互換の光ピックアップの概略構成を示す（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図
【図２】ＣＤ用受発光ユニットを示す詳細図
【図３】図１（ａ）に示すＣＤ系のみの光路図
【図４】本実施の形態１の実施例２における青色／ＣＤ互換の光ピックアップの概略構成を示す図
【図５】図４に示すＣＤ光学系のみの光路図
【図６】本実施の形態１の実施例３における青色／ＣＤ互換の光ピックアップの概略構成を示す図
【図７】図６に示すＣＤ光学系のみの光路図
【図８】本実施の形態１の実施例４における青色／ＣＤ互換の光ピックアップの概略構成を示す図
【図９】図８に示すＣＤ光学系のみの光路図
【図１０】本発明の実施の形態２の実施例５における青色／ＤＶＤ／ＣＤ互換の光ピックアップの概略構成を示す（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図
【図１１】図１０（ａ）のＣＤ系のみの光路図
【図１２】開口制限機能を説明する図
【図１３】本実施の形態２の実施例６における青色／ＤＶＤ／ＣＤ互換の光ピックアップの概略構成を示す図
【図１４】図１３に示すＣＤ系のみの光路図
【図１５】本実施の形態２の実施例７における青色／ＤＶＤ／ＣＤ互換の光ピックアップの概略構成を示す図
【図１６】図１５に示すＣＤ光学系のみの光路図
【図１７】本実施の形態２の実施例８における青色／ＤＶＤ／ＣＤ互換の光ピックアップの概略構成を示す図
【図１８】図１７に示すＣＤ光学系のみの光路図
【図１９】対物レンズシフトとコマ収差における（ａ）はＤＶＤ光学系、（ｂ）はＣＤ光学系の関係を示す図
【図２０】本実施の形態３の実施例９におけるアクチュエータ部の概略構成を示す図
【図２１】本実施の形態３の実施例１０における液晶素子の概略構成であり（ａ）は断面図、（ｂ）は電極パターンを示す図
【図２２】本発明の実施の形態４における光情報処理装置の概略構成を示す透過斜視図
【図２３】波長の違いに伴い集光時に発生する（ａ）は青色、（ｂ）はＤＶＤ、（ｃ）はＣＤの収差特性を示す図
【図２４】波面収差と物体距離の（ａ）はＤＶＤ光学系、（ｂ）はＣＤ光学系の特性を示す図
【図２５】有限系の入射による補正後の（ａ）はＤＶＤ、（ｂ）はＣＤの波面収差を示す図
【図２６】従来の青色／ＤＶＤ／ＣＤ互換の光ピックアップの構成を示す図
【符号の説明】
【０１００】
３０  光ピックアップ
３２  保護ケース
３４  挿入口
３５  光情報処理装置
３７  スピンドルモータ
３８  キャリッジ
５０  液晶素子
５１ａ，５１ｂ  ガラス基板
５２  導電性スペーサ
５３  液晶
５４ａ，５４ｂ  電極
５５  絶縁膜
５６  配向膜
５７  電極引出部
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ  パターン電極
１０１  ＣＤ用受発光ユニット
１０１ａ  ＣＤ用半導体レーザ
１０１ｂ  ４５°エッチドミラー
１０１ｃ  ＣＤ用受光素子
１０２，２０２，３０２，４０２，５０２，６０２，７０２，８０２  ＣＤ用ホログラム素子
１０２ａ，５０２ａ  ホログラム形成面
１０３，３０３  ダイクロイックプリズム
１０３ａ  ダイクロイックミラー面
１０４  開口制限付１／４波長板
１０５  対物レンズ
１０６  アクチュエータ部
１０７  光記録媒体（光ディスク）
１０７ａ  光記録媒体（ＣＤ系）
１０７ｂ  光記録媒体（青色系）
１０７ｃ  光記録媒体（ＤＶＤ系）
１０８  青色用半導体レーザ
１０９  コリメートレンズ
１１０  偏光ビームスプリッタ
１１１  集光レンズ
１１２  光束分割素子
１１３  受光素子
１１５  対物レンズ保持体
１１６  ベース部
１１７ａ，１１７ｂ  弾性支持機構
１１８  ＤＶＤ用半導体レーザ
１１９  カップリングレンズ
１２１  複合プリズム
１２３，３２３  トリクロイックプリズム
１２３ａ  トリクロイックミラー面
２０２ａ，６０２ａ  レンズ機能ホログラム形成面
２０２ｂ，３０２ｂ，４０２ｂ，６０２ｂ，７０２ｂ，８０２ｂ  偏向分離用ホログラム形成面
３０２ａ，４０２ａ，７０２ａ，８０２ａ  非点収差補正機能ホログラム形成面
４０３  くさび状ダイクロイックプリズム
４２３  くさび状トリクロイックプリズム  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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